给孩子的未来科学：宇宙之谜

我出生于日本四国香川县的乡下。在那里，没有月亮的夜晚，可以清楚地看见美丽的银河。为此，我曾多次询问父母：“向着这片星空一直走过去，会发生什么？”我觉得，自己之所以对宇宙感兴趣，渴望研究宇宙，跟我读过科学家伽莫夫写给孩子们看的宇宙书籍有很大的关系。伽莫夫提出了“大爆炸宇宙论”，认为宇宙诞生于一个超高温的火球。当时许多孩子都看过伽莫夫的书，从而被宇宙深深地迷住了。

研究宇宙的乐趣之一在于， 一个又一个无人能懂的谜团慢慢被解开。例如，宇宙大部分是由“暗物质”和“暗能量”这两种尚未查明的东西构成。但在几十年前，没人能想到宇宙中竟然隐藏着这种东西。 除此之外，最新的学说认为，宇宙并非只有一个，而是存在无数个。尽管这听起来简直像是科幻小说，但科学家们的确正在苦苦思索，努力研究如何才能确认其他宇宙的存在。

宇宙中尚存许多未解之谜，每解开一个谜团，前方又会出现新的未解之谜。我们一直以来所做的，就是解开这些谜团，并向不断出现的新谜团反复发起挑战，从而加深我们对世界和宇宙的理解，思考我们这些居住在其中的人类究竟是怎样的存在。我认为，这样的行为就是科学，而科学的进步，可以说就在于“发现新的未解之谜”。

本书是适合小学生阅读的科普系列“给孩子的未来科学”中的一册，本书主题为“宇宙之谜”。

全书用简单易懂的语言和丰富多彩的插图，为小读者介绍地球、月球、太阳、行星、银河系，乃至整个宇宙的现在、过去和未来之谜。

宇宙是从无中诞生的吗？银河系会在38.5亿年后与仙女星系相撞吗？太阳会在61.1亿年后燃烧殆尽吗？如何解开这些谜团？现存的未解之谜又有哪些？孩子将在阅读本书的时候找到问题的答案，他们对宇宙的认识也将在阅读的过程中逐步加深。

（日）佐藤胜彦

日本学术振兴会、学术系统研究中心所长，日本学士院会员，东京大学名誉教授，明星大学理工学部客座教授。理学博士。京都大学大学院理学研究科物理学专业博士课程修毕。1981年，与美国的古斯各自独立提出“暴胀理论”。著有《宇宙论入门》《暴胀宇宙论》《好看到睡不着的宇宙故事》《14岁开始的宇宙论》等多部作品。

窥望宇宙的未来 8

Part1 地球的现在、过去、未来

地球的真实面貌 16

大气与海洋的关系 18

通过地震了解地球内部的构造 20

地磁的重要作用 22

地球的大型卫星——月球 24

月有阴晴圆缺，但朝向地球的一面始终不变 26

月球的环形山和岩石 28

在气体尘埃云中诞生的原始地球 30

月球是巨型行星撞击原始地球形成的吗 32

地球的海洋是如何形成的 34

追寻大陆诞生之谜 36

【了解更多！】大陆漂移说是真的吗 38

最初的生物是诞生于海底，还是来自宇宙 40

【了解更多！】地球上的生物是如何跨越重重危机完成进化的呢 42

【了解更多！】我们如何知道地球的年龄是 “46亿岁” 44

1000年后地磁消失，会对生物造成不利影响吗 46

下一次冰期将在何时到来 48

巨型陨石将在数千万年后再度袭击地球 50

日本列岛消失与新的超级大陆出现 52

【了解更多！】1.8亿年后，1天将变成25小时 54

Part2 太阳系的现在、过去、未来

从太阳表面的“黑斑”探究太阳的真实面貌 58

太阳几千年燃烧不尽的缘由 60

太阳系中截然不同的8颗行星 62

为什么只有地球上存在海洋？是什么造成了类地行星的差异 64

“隼鸟2号”造访的小行星是太阳系的化石 66

太阳系最大的行星——木星 68

从行星“降级”为矮行星的冥王星 70

太阳系的尽头是什么样的 72

【了解更多！】原子、分子是什么 74

太阳系是从宇宙中飘浮的气体和尘埃里诞生的 76

太阳从诞生到成熟 78

行星是从气体和尘埃的“圆盘”中诞生的 80

类地行星、气态巨行星、冰巨行星是如何形成的 82

木星大迁徙改变了太阳系的样貌 84

地球的海洋会在10亿年后蒸发吗 86

太阳将在50亿年后膨胀成红巨星 88

太阳将在61.1亿年后燃烧殆尽变成白矮星 90

【了解更多！】质量远超太阳的恒星临终时将变成什么样 92

Part3 银河系的现在、过去、未来

太阳系的“邻居们” 96

【了解更多！】如何测量地球与遥远恒星之间的距离 98

1000亿颗恒星组成的集团——银河系 100

隐藏在银河系中心的超大质量黑洞 102

银河系的近邻——大小麦哲伦星云和仙女星系 104

银河系是由小星系并合而成的吗 106

超大质量黑洞能让银河系变大吗 108

10亿年后，大小麦哲伦星云将何去何从 110

38.5亿年后，银河系会与仙女星系相撞吗 112

70亿年后，会诞生巨型椭圆星系吗 114

Part4 宇宙的现在、过去、未来

星系团仅仅是由星系构成的吗 118

所有星系都在远去意味着什么 120

【了解更多！】星系远去的速度是如何测量的 122

星系在宇宙中是呈泡状分布的吗 124

宇宙的尽头是什么样的 126

宇宙由两种“暗”构成 128

宇宙是138亿年前从奇点诞生的 130

宇宙膨胀会让地球与太阳之间的距离变远吗 132

宇宙是从一个超高温、超高密度的小火球中诞生的吗 134

从早期宇宙中诞生的光的“化石” 136

宇宙一诞生就开始急剧膨胀了吗 138

最早的元素在短短3分钟内就形成了 140

宇宙是从“无”中诞生的，还是从“没有尽头之处”诞生的 142

宇宙的未来之“剧本1”：宇宙将永远膨胀并逐渐冷却 144

宇宙的未来之“剧本2”：宇宙将坍缩成一个点 146

宇宙的未来之“剧本3”：宇宙将被撕裂 148

宇宙的未来之“剧本4”：宇宙将孕育出“子宇宙” 150

宇宙有无数个？我们的宇宙只是“薄膜”吗 152

宇宙的未来之“剧本5”：宇宙将无数次死而复生 154

★日本学士院会员、东京大学名誉教授佐藤胜彦审读编写，中文版特邀天文学家毛俊捷、北京大学科维理天文与天体物理研究所博士后李晔联合审校，内容严谨，趣味十足。

★本书将带领孩子回望地球和月球的诞生、追溯地球生命的历史、揭开太阳系的面纱、探究银河系的秘密，从大爆炸到数千亿年后宇宙的未来，让孩子一次看过瘾！

★在科学家的引领下，冲破时间和空间的束缚，放飞孩子的想象力！